Vorteks akış ölçer ile ölçülen akış hızı nasıl hesaplanır?

Selam! Vortex Debimetrelerin tedarikçisiyim ve bugün bir Vortex Debimetre tarafından ölçülen akış hızının nasıl hesaplanacağı hakkında sohbet etmek istiyorum. Oldukça güzel bir konu ve anlaşılması kolay bir şekilde anlatacağım.

Öncelikle Vortex Debimetrenin ne olduğundan biraz bahsedelim. Vortex Akış Ölçer, bir borudaki sıvıların (sıvılar, gazlar veya buhar) akış hızını ölçmek için kullanılan bir cihazdır. Von Kármán girdap caddesi prensibine göre çalışır. Bir akışkan, akış yoluna yerleştirilmiş bir blöf cismin (akışsız bir nesne) yanından aktığında, blöf cismin her iki tarafından dönüşümlü olarak girdaplar saçılır. Bu girdap dökülmelerinin sıklığı, sıvının akış hızıyla doğru orantılıdır.

Şimdi akış hızını hesaplamanın en önemli kısmına geçelim. Vortex Debimetre kullanarak akış hızını hesaplamanın temel formülü şöyledir:

$Q = f / K$

Nerede:

• $Q$ hacimsel akış hızıdır (saatte metreküp, $m^{3}/h$ veya dakika başına galon, GPM gibi birimler halinde).
• $f$ girdap saçılımının frekansıdır (Hertz, Hz cinsinden ölçülür).
• $K$ metre faktörüdür (birim hacim başına darbe birimi cinsinden, örneğin metreküp başına darbe, $p/m^{3}$).

Sayaç faktörü $K$, her Vortex Debimetreye özel bir kalibrasyon sabitidir. Fabrikada kalibrasyon işlemi sırasında belirlenir. Kalibrasyon, blöf gövdesinin boyutu ve akış tüpünün iç çapı gibi akış ölçerin fiziksel özelliklerini dikkate alır.

Diyelim ki bir boru hattına Vortex Akış Ölçer taktınız ve girdap saçılımının sıklığını ölçtünüz. Hacimsel akış hızını elde etmek için bu frekansı metre faktörüne bölebilirsiniz. Örneğin, girdap saçılımının frekansı $f = 50$ Hz ve metre faktörü $K = metreküp başına 100$ darbe ise, o zaman hacimsel akış hızı $Q$ şöyle olur:

$Q=\frac{50}{100}=0,5 milyon^{3}/sa$

Ancak her zaman bu kadar basit değildir. Göz önünde bulundurmanız gereken birkaç şey var.

Sıcaklık ve Basınç Etkileri

Sıvının yoğunluğu sıcaklık ve basınca göre değişebilir. Gazlar ve buhar için bu özellikle önemlidir. Yoğunluk değiştiğinde hacimsel akış hızı ile kütlesel akış hızı arasındaki ilişki de değişir. Bunu hesaba katmak için sıvının sıcaklığını ve basıncını ölçmeniz ve hacimsel akış hızını kütlesel akış hızına dönüştürmek için ideal gaz yasasını veya diğer uygun denklemleri kullanmanız gerekebilir.

İdeal gaz yasası şu şekilde verilir:

$PV = nRT$

Nerede:

• $P$ gazın basıncıdır.
• $V$ gazın hacmidir.
• $n$ gazın mol sayısıdır.
• $R$ ideal gaz sabitidir.
• $T$ gazın mutlak sıcaklığıdır.

Basıncı, sıcaklığı ve hacimsel akış hızını biliyorsanız, verilen koşullardaki gazın yoğunluğunu kullanarak kütle akış hızını hesaplayabilirsiniz.

Viskozite ve Reynolds Sayısı

Sıvının viskozitesi aynı zamanda Vortex Debimetrenin performansını da etkileyebilir. Reynolds sayısı ($Re$), akış rejimini (laminer veya türbülanslı) tanımlayan boyutsuz bir miktardır ve şu şekilde verilir:

$Re=\frac{\rho vD}{\mu}$

Nerede:

• $\rho$ sıvının yoğunluğudur.
• $v$ sıvının hızıdır.
• $D$ borunun çapıdır.
• $\mu$ sıvının dinamik viskozitesidir.

Vortex Debimetreler türbülanslı akış rejiminde, genellikle Reynolds sayısı belirli bir değerin üzerinde olduğunda (genellikle 10^{4}$ civarında) en iyi şekilde çalışır. Reynolds sayısı çok düşükse girdap dökülmesi kararsız hale gelebilir ve akış ölçer doğru okumalar vermeyebilir.

Kurulumda Dikkat Edilmesi Gerekenler

Vortex Debimetrenin kurulumu aynı zamanda akış hızı ölçümünün doğruluğunu da etkileyebilir. Boru hattının düz bir bölümüne, dirsek, vana veya pompa gibi rahatsızlıklardan uzağa monte edilmelidir. Yukarı ve aşağı yöndeki düz çalışma gereksinimleri genellikle üretici tarafından belirlenir. Örneğin, genel bir gereklilik, akış ölçerin yukarı yönünde en az 10 boru çapı kadar düz boru ve akış ölçerin aşağısında 5 boru çapı kadar düz borunun bulunmasıdır.

Şimdi Vortex Debimetrelerin bazı alternatiflerinden bahsedelim. Vortex Debimetrenin en uygun olmayabileceği bir durumdaysanız diğer türdeki debimetreleri düşünebilirsiniz. Örneğin,LDG Elektromanyetik Debimetreİletken sıvıların akışını ölçmek için mükemmeldir. Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasasına göre çalışır. VeTürbin Akış Ölçerbaşka bir seçenektir. Akış yoluna yerleştirilen türbin kanadının dönüşlerini sayarak akış hızını ölçer.

Ancak çok çeşitli akışkanlarla (sıvılar, gazlar ve buhar) uğraşıyorsanız ve güvenilir ve doğru bir akış ölçümüne ihtiyacınız varsa,Vorteks Debimetresigenellikle en iyi seçimdir.

Bir Vortex Akış Ölçer satın almakla ilgileniyorsanız veya akış hızlarının hesaplanmasıyla ilgili sorularınız varsa bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin. Akış ölçümü ihtiyaçlarınız için doğru çözümü bulmanıza yardımcı olmak için buradayız. İster kimya endüstrisinde, yiyecek ve içecek sektöründe, ister doğru akış ölçümü gerektiren başka bir sektörde olun, gereksinimlerinizi karşılayacak uzmanlığa ve ürünlere sahibiz.

Referanslar

• "Akış Ölçümü El Kitabı: İlkeler ve Uygulama", Richard W. Miller
• Vortex Debimetreler için üretici belgeleri